Слайд 2Архитектура фон Неймана
Первые компьютерные системы имели заданный набор программ
Изменение встроенной программы требовало
![Архитектура фон Неймана Первые компьютерные системы имели заданный набор программ Изменение встроенной](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1006736/slide-1.jpg)
практически полной их переделки, что требовало огромного объёма ручной работы по подготовке новой документации, перекоммутации и перестройки блоков и устройств и т. п.
Слайд 3Архитектура фон Неймана
В 1946 г. Был предложен принцип совместного хранения программ и
![Архитектура фон Неймана В 1946 г. Был предложен принцип совместного хранения программ](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1006736/slide-2.jpg)
данных в памяти компьютера. При этом память физически отделялась от процессора.
Слайд 4Архитектура фон Неймана
Принципы фон Неймана:
Принцип двоичного кодирования.
Принцип однородности памяти.
Принцип адресуемости
![Архитектура фон Неймана Принципы фон Неймана: Принцип двоичного кодирования. Принцип однородности памяти.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1006736/slide-3.jpg)
памяти.
Принцип последовательного программного управления.
Принцип жесткости архитектуры
Слайд 5Архитектура фон Неймана
Принцип двоичного кодирования.
Для представления данных и команд используется двоичная система
![Архитектура фон Неймана Принцип двоичного кодирования. Для представления данных и команд используется](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1006736/slide-4.jpg)
счисления.
Этим обеспечивалась простота технической реализации, простота выполнения арифметических и логических операций
Слайд 6Архитектура фон Неймана
Принцип однородности памяти.
Программы и данные хранятся в одной и той
![Архитектура фон Неймана Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1006736/slide-5.jpg)
же памяти. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.
Это позволяет легко изменять программы для ЭВМ.
Слайд 7Архитектура фон Неймана
Принцип адресуемости памяти.
Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек, процессору
![Архитектура фон Неймана Принцип адресуемости памяти. Структурно основная память состоит из пронумерованных](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1006736/slide-6.jpg)
в произвольный момент времени доступна любая ячейка.
Слайд 8Архитектура фон Неймана
Принцип последовательного программного управления.
Все команды располагаются в памяти и выполняются
![Архитектура фон Неймана Принцип последовательного программного управления. Все команды располагаются в памяти](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1006736/slide-7.jpg)
последовательно, одна после завершения другой, в последовательности, определяемой программой.
В зависимости от результатов работы предыдущей команды линейность может нарушаться (команды условного перехода).
Слайд 9Архитектура фон Неймана
Принцип последовательного программного управления.
![Архитектура фон Неймана Принцип последовательного программного управления.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1006736/slide-8.jpg)
Слайд 10Архитектура фон Неймана
Принцип жесткости архитектуры
Неизменяемость в процессе работы топологии, архитектуры, списка команд.
Позволяет
![Архитектура фон Неймана Принцип жесткости архитектуры Неизменяемость в процессе работы топологии, архитектуры,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1006736/slide-9.jpg)
повторное использование программ, использование одних и тех же программ на разных ЭВМ.
Слайд 11Системы счисления
Десятичная – наиболее удобна для понимания человеком.
Двоичная – наиболее просто реализуется
![Системы счисления Десятичная – наиболее удобна для понимания человеком. Двоичная – наиболее](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1006736/slide-10.jpg)
в ЭВМ.
Восьмеричная – удобна, если используются числа, имеющие количество двоичных разрядов, кратное трем.
Шестнадцатиричная – кратное четырем.
Слайд 12Системы счисления
Пример:
Права на файл в ОС UNIX
1-й бит – чтение
2-й бит –
![Системы счисления Пример: Права на файл в ОС UNIX 1-й бит –](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1006736/slide-11.jpg)
запись
3-й бит – выполнение
7(111) – все права
5(101) – чтение и выполнение
4(100) – чтение
0(000) – нет прав
Слайд 13Системы счисления
Пример:
Адреса памяти в ОС Windows
10010010011110001111000011101010 (2)
9278F0EA (16)
2457399530 (10)
![Системы счисления Пример: Адреса памяти в ОС Windows 10010010011110001111000011101010 (2) 9278F0EA (16) 2457399530 (10)](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1006736/slide-12.jpg)
Слайд 14Представление данных
Целые беззнаковые типы
Все разряды ячейки отводятся для представления числа
1 байт=8 бит
![Представление данных Целые беззнаковые типы Все разряды ячейки отводятся для представления числа](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1006736/slide-13.jpg)
– 0..255
2 байта=16 бит – 0..65535
4 байта=32 бита – 0.. 4294967295
300 - 00000001 00101100
1000000 - 00000000 00001111 01000010 01000000
Слайд 15Представление данных
Целые со знаком
Прямой код числа. Старший (левый) бит отводится под знак.
1
![Представление данных Целые со знаком Прямой код числа. Старший (левый) бит отводится](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1006736/slide-14.jpg)
байт – -127..127
2 байта – -32767.. 32767
4 байта – -2147483647.. 2147483647
-3 10000011
+3 00000011
Слайд 16Представление данных
Прямой код в ЭВМ не используется из-за громоздкости операции сложения/вычитания
10011111 01000101
+
![Представление данных Прямой код в ЭВМ не используется из-за громоздкости операции сложения/вычитания](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1006736/slide-15.jpg)
===? -
01000101 00011111
Слайд 17Представление данных
Целые со знаком
Дополнительный код.
1 байт – -128..127
2 байта – -32768.. 32767
4
![Представление данных Целые со знаком Дополнительный код. 1 байт – -128..127 2](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1006736/slide-16.jpg)
байта – -2147483648.. 2147483647
Слайд 18Представление данных
Целые со знаком
Алгоритм преобразования в дополнительный код.
Положительное число. Записывается так же,
![Представление данных Целые со знаком Алгоритм преобразования в дополнительный код. Положительное число.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1006736/slide-17.jpg)
как в прямом коде.
00000101
00000011
128 0000000010000000
Слайд 19Представление данных
Целые со знаком
Алгоритм преобразования в дополнительный код.
Отрицательное число.
Записывается по модулю в
![Представление данных Целые со знаком Алгоритм преобразования в дополнительный код. Отрицательное число.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1006736/slide-18.jpg)
прямом коде.
Все биты инвертируются – нули заменяются единицами и наоборот.
К полученному прибавляется 1
Слайд 20Представление данных
Целые со знаком
Алгоритм преобразования в дополнительный код.
Примеры:
-35 1) 00100011
2) 11011100
3) 11011101
![Представление данных Целые со знаком Алгоритм преобразования в дополнительный код. Примеры: -35](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1006736/slide-19.jpg)
Слайд 21Представление данных
Целые со знаком
Алгоритм преобразования в дополнительный код.
Примеры:
-127 1) 01111111
2) 10000000
3) 10000001
![Представление данных Целые со знаком Алгоритм преобразования в дополнительный код. Примеры: -127](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1006736/slide-20.jpg)
Слайд 22Представление данных
Целые со знаком
Алгоритм преобразования в дополнительный код.
Примеры:
-128 1) 10000000
2) 01111111
3) 10000000
![Представление данных Целые со знаком Алгоритм преобразования в дополнительный код. Примеры: -128](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1006736/slide-21.jpg)
Слайд 23Представление данных
Целые со знаком
Алгоритм преобразования в дополнительный код.
Примеры:
-1 1) 00000001
2) 11111110
3) 11111111
![Представление данных Целые со знаком Алгоритм преобразования в дополнительный код. Примеры: -1](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1006736/slide-22.jpg)
Слайд 24Представление данных
Целые со знаком
Сложение чисел в дополнительном коде.
35+(-1) 00100011
+
11111111
00100010
![Представление данных Целые со знаком Сложение чисел в дополнительном коде. 35+(-1) 00100011 + 11111111 00100010](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1006736/slide-23.jpg)
Слайд 25Представление данных
Целые со знаком
Сложение чисел в дополнительном коде.
-35+(-35) 11011101
+
11011101
10111010 (-70 в доп. коде)
![Представление данных Целые со знаком Сложение чисел в дополнительном коде. -35+(-35) 11011101](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1006736/slide-24.jpg)
Слайд 26Представление данных
Целые со знаком
Перенос и переполнение
![Представление данных Целые со знаком Перенос и переполнение](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1006736/slide-25.jpg)
Слайд 27Представление данных
Целые со знаком
Сложение чисел в дополнительном коде.
127+1 01111111
+
00000001
10000000 (переполнение)
![Представление данных Целые со знаком Сложение чисел в дополнительном коде. 127+1 01111111 + 00000001 10000000 (переполнение)](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1006736/slide-26.jpg)